小關(guān)節(jié)角度和不對稱性在L4～5退變性滑脫發(fā)生中的作用

郭馬超，魯世保，孔超

(首都醫(yī)科大學宣武醫(yī)院骨科，北京 100053)

小關(guān)節(jié)(facetjoint，F(xiàn)J)與椎間盤是脊柱的三關(guān)節(jié)復合體，其在引導和限制脊柱運動方面發(fā)揮著重要作用[1]。一直以來，小關(guān)節(jié)影像學特征是臨床研究的重點。小關(guān)節(jié)角度(facet joint angle，F(xiàn)JA)作為小關(guān)節(jié)方向的量化指標，已為眾多學者研究。據(jù)報道，F(xiàn)JA與退行性腰椎滑脫(degenerative lumbar spondylolisthesis，DLS)[2-3]、腰椎間盤突出癥[4-5]、FJ骨關(guān)節(jié)炎[6-7]、退行性脊柱側(cè)彎[8-9]等疾病的發(fā)生有一定的關(guān)聯(lián)。許多學者已經(jīng)證明，DLS患者的FJA較正常人更加偏向矢狀位，但矢狀化的FJA是退變性腰椎滑脫預先存在的危險因素，還是滑脫發(fā)生過程中二次重塑的結(jié)果，目前尚無定論[2-3，10-11]。小關(guān)節(jié)不對稱(facet tropism，F(xiàn)T)與DLS的關(guān)系也存在爭議[5，12]。由于小關(guān)節(jié)和椎間盤三關(guān)節(jié)復合體的特點，小關(guān)節(jié)必然會受到椎間盤的影響，而既往小關(guān)節(jié)角度的相關(guān)研究中，鮮有在比較小關(guān)節(jié)角度的同時考慮椎間盤退變因素的。本研究旨在評估椎間盤退變程度的情況下，研究DLS患者FJA與正常人之間的差異，評估FJA在DLS發(fā)生中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 研究對象分兩組：腰椎滑脫組和正常組。腰椎滑脫組入選標準：40歲以上，入院期間接受腰椎X線、CT與MRI檢查，腰椎正側(cè)位顯示L4～5單節(jié)段滑脫，L4椎體相對L5椎體向前滑移>3 mm；排除標準：多節(jié)段腰椎滑脫，腰椎側(cè)彎，脊柱手術(shù)史，脊柱創(chuàng)傷，脊柱裂，移行椎，影像學質(zhì)量差。DLS組共選取50例自2016年1月至2017年12月在我院治療的患者，其中男18例，女32例；年齡為44～85歲，平均為(63.94±9.96)歲。對照組：同期在我院住院或門診就診，腰椎CT及MRI顯示無明顯異常，僅有腰椎退行性改變的患者50例，其中男22例，女28例；年齡為42～81歲，平均為(62.04±11.42)歲。

1.2 測量指標和方法

1.2.1 FJA 在CT上同時測量DLS組患者的L3～4、L4～5和L5S1(共計300個FJ)的FJA。根據(jù)Grobler等[2]的方法，在腰椎CT橫斷面軟組織窗上，選擇經(jīng)過下位椎體上終板且平行于上位椎體下終板的層面，F(xiàn)JA是椎體后緣的切線與經(jīng)過FJ前內(nèi)側(cè)和后外側(cè)點連線之間的角度。但是在影像學上人工確定椎體后緣的切線存在很大誤差，而且容易受椎骨后緣骨贅的影響。因此，我們選擇以穿過椎體和椎管中點的線作為參考線。在CT橫斷面上標記三條線(a1，b1和c1)，其中a1是椎體和椎管中點的連線，b1和c1分別通過對應FJ的前內(nèi)側(cè)和后外側(cè)點。角α1和β1即是相應FJ的FJA，同一節(jié)段FJ的左右側(cè)FJA平均值作為相應節(jié)段的FJA(見圖1)。

FJA由兩位相互獨立的研究人員測量。如果兩人測量之間的差異相差不超過2°，則將兩次測量的平均值作為FJA。相反，如果兩人測量值相差超過2°，則重復測量直到滿足要求。

1.2.2 FT FT的定義首先由Brailsford提出[13]，是指雙側(cè)FJ的不對稱性。雙側(cè)FJA之差的絕對值作為FT的量化指標。

圖1 FJA測量示意圖

1.3 Pfirrmann分級 根據(jù)Pfirrmann等[14]的方法，椎間盤退變程度被分為5級，I級：椎間盤質(zhì)均，色亮白，髓核與纖維環(huán)邊界清楚，信號高或等于腦脊液，椎間盤高度正常；Ⅱ級：椎間盤非均質(zhì)，有或無水平帶，髓核與纖維環(huán)邊界清楚，信號高或等于腦脊液，椎間盤高度正常；Ⅲ級：椎間盤非均質(zhì)，色灰，髓核與纖維環(huán)邊界不清楚，信號中等，椎間盤高度正?；蜉p度降低；Ⅳ級：椎間盤非均質(zhì)，色灰或黑，髓核與纖維環(huán)邊界消失，信號中等或低信號，椎間盤高度正?；蛑卸冉档?；Ⅴ級：椎間盤非均質(zhì)，色黑，髓核與纖維環(huán)邊界消失，信號低，椎間盤間隙塌陷。

1.4 資料統(tǒng)計 數(shù)據(jù)收集完成后，用SPSS 22.0版本軟件進行統(tǒng)計分析，用獨立樣本t檢驗比較DLS組與正常人組之間FJA的差異，Mann-Whitney U檢驗用來比較兩組椎間盤退變分級是否有差異。

2 結(jié) 果

兩組L4～5節(jié)段FJA比較，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001)；兩組L3～4節(jié)段FJA比較，差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.002)；兩組L5S1節(jié)段FJA比較，差異無統(tǒng)計學意義(P=0.903，見表1)。兩組L4～5節(jié)段FT比較，差異具有統(tǒng)計學意義(P=0.028)；兩組L3～4和L5S1節(jié)段FT比較，差異無統(tǒng)計學意義(P值分別為0.227，0.218，見表2)。兩組椎間盤退變分級比較，差異無統(tǒng)計學意義(見表3)。

表1 DLS與正常組FJA比較(x±s，°)

表2 DLS與正常組FT比較(x±s，°)

表3 DLS組和對照組椎間盤Pfirrmann分級(例)

3 討 論

DLS的概念最早由Newman于1995年提出[15]，該病女性多見，最常發(fā)生于L4～5。DLS的發(fā)生可能與多種因素相關(guān)，確切病因目前仍不清楚[16]。

FJ在脊柱的承重和運動中起著重要的作用。生物力學研究表明，F(xiàn)J承受脊柱33%的動態(tài)負荷和35%的靜態(tài)負荷[17]。引導和限制脊柱的運動是FJ的主要作用，這與FJ的解剖特征有關(guān)。Kirkaldy-Willis等[18]第一次較好地描述了FJ的解剖學和生物力學特征，椎間盤允許脊柱在所有平面上活動，而FJ通過其組成的方向性和周圍的關(guān)節(jié)囊限制脊椎運動。

許多研究已經(jīng)證明，DLS患者在滑脫節(jié)段的FJA較正常人更加偏向矢狀位。在本次的研究中，也證實了這一點：DLS組患者在滑脫節(jié)段的FJA較正常人小，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.001)，即DLS患者滑脫節(jié)段的FJA比正常人更加偏矢狀位。矢狀化的FJA是DLS預先存在的危險因素還是DLS在發(fā)生過程中二次重塑的結(jié)果，目前仍未達成共識。早期Sato等[19]根據(jù)椎板和關(guān)節(jié)突的形態(tài)將椎板分成三種類型，W1型：下關(guān)節(jié)突寬，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙正位片上不可見；W2型：下關(guān)節(jié)突寬，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙正位片上可見；N型：下關(guān)節(jié)突窄，關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)間隙正位片上可見。他發(fā)現(xiàn)具有矢狀化FJA的N型椎板更常見于DLS患者中，提出具有矢狀化FJA的患者更易發(fā)生DLS。Grobler等[2]通過比較L4～5椎管狹窄、L4～5DLS、L5S1峽部裂性脊柱滑移及正常人，發(fā)現(xiàn)DLS組患者的FJA較其余組明顯偏向于矢狀位，提出矢狀化的FJA是DLS發(fā)生的危險因素。Boden等[20]發(fā)現(xiàn)DLS患者不僅滑脫節(jié)段(L4～5)的FJA比正常人更矢狀化，其相鄰節(jié)段(L3～4和L5S1)的FJA也較正常人偏向于矢狀位，因此，他們表示矢狀化的FJA是DLS發(fā)生預先存在的危險因素，而不僅僅是簡單的重塑結(jié)果。

然而，一些學者認為矢狀化的FJA是在DLS發(fā)生過程中FJ發(fā)生二次重塑的結(jié)果。Berlemann等[10]根據(jù)年齡(>50歲，35～50歲和<35歲)將對照組(非滑脫)分成3組，結(jié)果顯示與DLS組患者對比，顯著矢狀位的FJ只在DLS組患者中出現(xiàn)。研究者認為不可能存在一組年輕的患者因為先天的矢狀FJA，在年老時比其他人更容易發(fā)生DLS。同時，作者觀察到，在DLS組中患者的FJ普遍存在不同程度的退變，認為矢狀化的FJ是DLS在發(fā)生的過程中應力下二次重塑的結(jié)果。Love等[11]將患者分成4組，第1組：女性，DLS，平均年齡70.9歲；第2組：女性，無DLS，平均年齡68.5歲；第3組：男性，DLS，平均年齡70.3歲；第4組：男性，無DLS，平均年齡69.9歲。結(jié)果示第1組比第2組FJA偏矢狀位，第3組比第4組FJA偏矢狀位；第1組與第3組相比，第2組與第4組相比，F(xiàn)JA未見差異。之后比較了年齡<45歲和>45歲滑脫組及非滑脫組患者的FJA，作者提出非滑脫老年患者FJA較年輕人仍偏矢狀位，同時指出阻止脊柱屈曲最大的受力點在FJ的前內(nèi)側(cè)部分，認為矢狀化的FJA是FJ前磨損效應的結(jié)果。另外，部分學者通過探究關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)炎與FJA之間的關(guān)系指出，矢狀化的FJ更常出現(xiàn)在具有關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)炎的患者，說明FJ存在退變及二次重塑，F(xiàn)J的矢狀化更可能是在應力下二次重塑的結(jié)果[21-22]。

FT與DLS關(guān)系的研究則相對較少，Dai等[23]測量了53例DLS(L4～5)患者的FJA，與53例年齡及性別無差異的對照組比較，結(jié)果顯示DLS患者的FT發(fā)生率較對照組高。Witchate等的研究也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果[5]。而Kalichman等[12]未發(fā)現(xiàn)FT與DLS之間有任何聯(lián)系。Devine等[24]在一篇綜述中表示，目前尚無足夠的證據(jù)支持或否認FT與DLS的發(fā)生有關(guān)聯(lián)。有趣的是，Samartzis的大樣本研究表示，DLS的發(fā)生只與特定的FT(16°～23.9°)有關(guān)聯(lián)[3]。該研究中，DLS患者FT與正常人比較在L4～5節(jié)段有明顯的統(tǒng)計學差異，在其鄰近節(jié)段未見差異(見圖2)。該研究中，DLS組與正常組間椎間盤退變分級未見統(tǒng)計學差異，DLS組患者與正常組相比，不僅在滑脫節(jié)段(L4～5)FJA更偏向于矢狀位，在滑脫鄰近上節(jié)段(L3～4)也有此現(xiàn)象，而滑脫鄰近下節(jié)段(L5S1)無此現(xiàn)象(見圖3)。這也許是FJ發(fā)生二次重塑的結(jié)果。FT的存在使椎間盤受損加重[25]，椎間隙高度下降，使得后方FJ被翹起，F(xiàn)J生物力學發(fā)生改變，應力的改變使得FJ發(fā)生二次重塑，F(xiàn)J產(chǎn)生矢狀化。矢狀化的FJ在阻止脊柱前屈及后伸方面作用下降，脊柱穩(wěn)定性下降，這使得椎間盤受損進一步加重而產(chǎn)生惡性循環(huán)，脊柱變得更加不穩(wěn)定，容易加速滑脫的發(fā)生。受損的椎間盤分擔脊柱負荷能力下降，其余節(jié)段椎間盤負荷代償性增加，尤其是上位鄰近節(jié)段，這使得上位鄰近節(jié)段椎間盤受損，相應FJ發(fā)生應力改變下的二次重塑，使得FJA矢狀化。因此，我們傾向認為FT是DLS發(fā)生的危險因素，矢狀的FJA是DLS發(fā)生過程中二次重塑的結(jié)果，但矢狀化的FJA在一定程度上加速了DLS的發(fā)生。

圖2 正常組與DLS組的FT比較

圖3 正常組與DLS組的FJA比較

椎間盤的退變早于小關(guān)節(jié)的退變[26]，而且腰椎融合術(shù)后，鄰近節(jié)段退變更容易發(fā)生在上位鄰近節(jié)段[27]，這在一定程度上能夠支持我們的觀點。另外，在測量FJA時，我們發(fā)現(xiàn)DLS患者的FJ大多存在不同程度的退變，這也在一定程度上支持我們假設(shè)。然而，需要進一步的生物力學研究以及包含各個年齡層的患者FJA數(shù)據(jù)的大樣本前瞻性研究來證實。

小關(guān)節(jié)與椎間盤組成脊柱的三關(guān)節(jié)復合體，二者相互影響，在比較研究小關(guān)節(jié)角度時，椎間盤是必須考慮的相關(guān)因素。在本研究中，兩組椎間盤退變分級比較差異無統(tǒng)計學意義，排除了椎間盤退變對小關(guān)角度的影響。本文研究對象是單節(jié)段滑脫的患者，更具有針對性。在比較滑脫節(jié)段FJA與正常人之間差異的同時，我們比較了滑脫鄰近節(jié)段FJA，這使得結(jié)果更加可信。然而，回顧性研究的本質(zhì)是該研究的局限性。而且，通過屏幕上的光標測量FJA可能存在一定的誤差，而觀察者之間的不同經(jīng)驗也會造成研究結(jié)果的偏差。

FT是DLS發(fā)生的危險因素，DLS患者較正常人具有更加矢狀化的FJA，我們傾向于認為這是DLS中FJ發(fā)生二次重塑的結(jié)果，但研究結(jié)果還需要包含各個年齡層的患者FJA數(shù)據(jù)的大樣本前瞻性研究來證實。